基于SLAM优化的高拱坝施工仿真移动AR可视化

目前基于增强现实（augmented reality,AR）的高拱坝施工仿真可视化研究,存在可视化角度受限及系统集成度差的问题。移动AR具有交互方式多元化的优势,但存在相机注册误差较大的不足。针对上述问题,提出基于同步定位与地图构建（simultaneous localization and mapping,SLAM）优化的高拱坝施工仿真移动AR可视化方法。本文首先基于SLAM根据目标三维-二维成像关系精确计算初始化相机注册参数,并利用ARCore运动追踪实现移动中实时相机注册;同时,结合相机注册结果,将施工仿真虚拟场景与实际场景融合,实现施工仿真移动AR可视化分析。工程应用表明,基于SLAM优化的移动AR施工仿真可视化系统,初始化相机注册精度相比传感器提高了97.6%,移动中相机注册误差平均仅为0.275 m,能够实现多方位的空间决策分析。     

高拱坝施工仿真参数EMD-P-ILSTM动态更新模型研究

施工仿真参数更新是确保建设期施工进度仿真准确性的关键。但现有的参数更新方法难以对参数局部非线性和波动性变化特征进行学习和提取,更新精度有待进一步提高。为此,本文利用深度学习模型能够深度挖掘参数序列隐含信息的优势,采用分解-预测-集成的建模新思路,提出高拱坝施工仿真参数EMD-P-ILSTM动态更新模型。该模型利用基于自适应步长改进的天牛须算法对长短期记忆网络模型的超参数进行自动寻优,以提高建模效率。采用经验模态分解法将参数序列分解为多个平稳的子序列,并利用偏自相关函数自动选取各子序列的时间窗口。工程实例表明,相比于未改进的LSTM、BPNN、SVM和贝叶斯更新方法,本文模型能有效跟踪施工参数的复杂变化,具有更高的预测精度。     

高拱坝施工仿真参数ARIMA-LSTM时序概率预测方法

现有的高拱坝施工仿真参数更新研究多是单独进行概率预测或考虑时序特性进行点预测,难以在考虑参数的时序特征的同时对其随机性进行定量描述。针对此问题,本研究利用差分整合移动平均自回归（ARIMA）模型可进行考虑时序特征的概率预测,且长短时记忆网络（LSTM）模型可以学习参数时序复杂非线性特征的优势,提出基于ARIMA-LSTM的高拱坝施工仿真参数更新模型。该模型通过ARIMA模型进行参数时序线性部分预测,并利用LSTM模型对ARIMA模型输出的残差进行训练预测,将ARIMA模型得到的线性预测结果和LSTM模型预测得到的残差非线性结果融合,再进行95%置信区间的概率预测得到最终结果,实现高拱坝施工仿真参数在考虑参数的时序特征的同时对其随机性进行描述。通过与ARIMA、ARIMA-BP、随机森林（RF）模型进行对比,本文所提出的方法具有较高精度（MSE为0.518、MAE为0.519、RMSE为0.720）,将预测得到的施工仿真参数输入到高拱坝施工系统中进行仿真计算,得到仿真结果比传统仿真精度有较大提升。     

基于SG/Simulink感应电机混合建模仿真研究

采用SG/Simulink软件,提出一种对感应电机控制系统进行混合建模仿真的新方法.该方法利用SG (System Generator)建立的控制器仿真模型可以直接生成相应VHDL代码,为在FPGA平台上实现控制器算法设计奠定了基础.它使得FPGA设计建模与实现建模可一次性完成,缩短了FPGA产品的开发周期.而采用Simulink搭建的感应电机本体模声则具有通用性,对应于不的情况只需修改替换部分模块.仿真结果验证了该方法的有效性和可行性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路.     

平均电流型APFC控制器的混合建模与仿真

电力电子电路的模块仿真时间长,存储量大,参数优化及修改不方便,控制原理无法直观体现。本文以一种平均电流型APFC控制器为基础,应用SABER\SKETCH工具箱,建立了闭环控制系统的仿真模型,并进行了数字仿真和对比分析。仿真结果分析表明,SABER系统的混合建模与仿真,可以在不同层面上对控制原理、过程和结果进行分析,使得控制系统性能分析和参数优化更加直观、快速。     

高拱坝真实工作性态仿真的理论与方法

高拱坝的安全是坝工界非常关注的问题,其中的核心问题之一就是大坝在当前荷载工况下的真实工作性态。本文从高拱坝真实荷载、分析方法与技术、参数与准则等3个方面就近几年来取得的有关高拱坝真实工作性态仿真的理论与方法的成果进行系统的阐述,建立起高拱坝真实工作性态仿真研究的整体概念,服务于高拱坝的设计与施工。     

高拱坝表孔以上结构受力分析和施工方案探讨——以构皮滩拱坝为例

表孔一般是高拱坝泄洪的主要通道,具有孔口数量多、结构尺寸大、受力状态复杂的特点.它对坝体结构削弱较大,顶部一般设连接大梁以提高大坝上部结构的整体性,而孔道常采用跨横缝布置,孔道两侧闸墩难以同步上升,连接大梁施工难度大.本文以构皮滩拱坝为例,对高拱坝表孔以上结构受力分析和施工方案进行探讨,可供同类工程参考.     

拱坝施工仿真参数多因素概率预测方法

施工仿真参数对拱坝施工进度仿真结果的准确性具有重要影响。目前施工仿真参数分析多采用单变量建模方式,部分采用多元分析方法建立点预测模型,均难以分析各类因素影响下施工仿真参数的不确定性。针对上述问题,本研究提出基于宽度学习系统-弹性网分位数回归（broad learning system-elastic network quantile regression,BLS-ENQR）的施工仿真参数概率预测方法。宽度学习系统不需要深度网络结构,具有高效的非线性学习能力,可以克服传统分位数回归模型仅能分析线性关系的不足;同时,采用弹性网正则化惩罚来减小回归系数并提高模型稀疏性,从而避免模型过拟合。工程应用表明,本研究提出的方法可以有效分析出施工仿真参数的概率分布,且相比于支持向量机-弹性网分位数回归、极限学习机-弹性网分位数回归、宽度学习系统-分位数回归模型,该方法具有更好的预测性能,为拱坝施工仿真参数预测提供了一种新思路。     

计及多种分布式能源的交直流混合电网建模与仿真

交直流混合配用电技术能够妥善解决分布式新能源和储能系统接入以后的系统稳定问题,是国际配用电研究领域的重要发展方向。本文为了分析交直流混合电网的特性,首先分析总结光伏发电、风力发电、储能电池、燃料电池和微型燃机的工作原理;在此基础上,在PSCAD中分别建立相应的仿真模型;最后构建交直流混合电网的仿真模型进行仿真分析。通过仿真分析,验证模型的正确性,进而获得交直流混合电网的稳态特性和故障特性,为交直流混合电网的深入研究奠定理论基础。     

对中国建200m以上高拱坝的几点看法

本文分析了国内外坝高≥２００ｍ拱坝的情况，提出了中国特高拱坝的三个基本特点，即洪水流量大，拱坝枢纽布置复杂及坝高总水压大。并讨论了一些重要问题。     

复合接触单元及其在带缝高拱坝仿真中的应用

高拱坝的横缝、诱导缝以及坝体裂缝对大坝变形及应力状态影响重大。由于这些缝,尤其是坝体裂缝的受力特性复杂,采用常规的接触单元无法准确模拟其实际效应。本文提出一种新的复合接触单元,将接触元件隐含在薄层混凝土单元中,通过动态调整接触元件的刚度系数,可有效地模拟缝的形成过程、开合效应及灌浆作用,它具有概念简单,计算时保持有限元网格不变,易于数值实现等优点。结合算例分析,对接触元件刚度和单元厚度等影响计算效率的因素进行敏感性研究,并提出相应的推荐取值范围。最后,将该复合接触单元应用于小湾高拱坝仿真分析,通过计算与监测结果对比,验证了所提单元模型的准确性和有效性。     

超强地震作用下高拱坝损伤开裂行为研究

本文综合应用塑性-损伤耦合模型和接触边界方法,模拟拱坝坝体开裂与横缝开合行为,然后基于有限元仿真方法,分析某高拱坝的强震开裂行为。通过不同温度荷载工况的比较分析,研究温度荷载对拱坝非线性动力响应的影响。计算结果显示：在强震作用下,拱坝下游坝面损伤开裂出现在坝体中上部,而上游坝面损伤集中于坝基交界面附近,同时裂缝张开位移幅值较大,扩展深度较深,严重威胁拱坝整体安全。计算结果还表明：施加不同的温度荷载,拱坝的静力变形不同,导致强震作用下拱坝的横缝张开位移、坝体开裂区域、裂缝张开位移等动力响应存在显著差异。     

基于数字监控的高心墙堆石坝施工场内交通仿真研究

高心墙堆石坝施工场内交通运输过程复杂,且影响因素众多,设计阶段进行的施工场内交通仿真难以面向动态的施工过程。本文提出了基于数字监控的高心墙堆石坝施工场内交通仿真理论,建立了相应的仿真模型,依据基于GPS技术的高心墙堆石坝填筑施工过程数字监控系统提供的高精度实时施工信息,通过数理统计法,获取更加贴近实际施工过程的仿真参数及影响因素指标,并根据实际的施工进程模拟下一阶段的场内交通状态。通过工程应用实例表明,所提出的理论和方法较传统仿真更为先进,为工程施工场内交通运输过程的分析与控制提供有效的技术支持。     

适应柱状节理玄武岩坝基的特高拱坝结构研究

白鹤滩水电站坝址区柱状节理玄武岩发育,其岩芯破碎,完整性较差,变形模量等力学指标相对较低,还表现出各向异性及开挖后易松弛的特性.白鹤滩水电站是首次将柱状节理玄武岩应用于高拱坝坝基,为研究特高拱坝适应基础岩体的力学特性,本文提出了拱坝扩大基础的结构形式.应用三维有限元方法,计算研究了扩大基础受力机理及效应,并研究柱状节理...     

沙牌拱坝碾压混凝土浇筑中的关键技术研究

沙牌拱坝 (坝高 13 2m)是目前世界上最高的碾压混凝土拱坝。本文结合沙牌大坝对 10 0m级以上高碾压混凝土拱坝施工中的关键技术 ,如混凝土真空溜管入仓工艺、改性混凝土扩大使用范围、坝面作业、冬季施工等进行了详细地分析与研究 ,并提出了相应的解决方法。其研究成果的应用可以提高我国高碾压混凝土拱坝的施工水平 ,也可为其它类似工程的施工提供参考与借鉴     

基于Vague集的拱坝施工方案模糊综合评价

混凝土拱坝施工方案优选量个具有定性定量指标的多目标综合评价问题。本文首先构建了具有多层次递阶结构的拱坝施工方案综合评价的指标体系,进而针对指标信息的模糊不确定性,提出了基于Vague集的拱坝施工方案模糊综合评价方法,建立了基于Vague集相似度的综合评价模型,克服了传统模糊集不能体现信息介于肯定与否定之间踌躇性的弊端。最后拉西瓦工程实例研究表明了本文方法的可行性,从而为拱坝施工方案的综合评价提供了一条新的途径。